TK生物基材料报道,目前,常见的生物降解材料如聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA、PBAT等降解材料,一般意义上都被认为是一次性传统塑料的替代品,如PE、PP等。它们的应用也多限制在一次性餐具、吸管、购物袋等常用消费品上。
在此语境下,可降解塑料与一次性塑料的关系变得相当“暧昧”,凡是提及可降解就会提到一次性消费品。
如聚乳酸PLA等材料就只能制作一次性用品吗?是否存在更多的应用可能?
从降解产品的定义来说,降解塑料需要符合特定的降解标准才算合格,但在日常使用中,我们对产品有不同的要求。比如,希望它在用之前,屯在货仓不轻易发生降解,延长它的货架期。而在使用完,丢到特定场所以后能够快速发生降解。
那么这个时候如果降解产品降解速率太快,就需要耐久改性,用以满足特定产品的货架期。但对于降解产品而言,通过添加结晶剂来延缓降解制品的降解时间,如果加的过多,导致“降解产品”达不到产品所需的降解标准,肯定会影响降解效果,最终失去了它自身的意义。因此在这个背景下,“量体裁衣”是最为关键的,也就是降解塑料一直渴望追求的“降解可控”。从降解塑料的应用场景看,降解塑料的降解功能一开始就把它推到了一次性用品领域,一次性塑料袋,一次性餐具都主张使用降解塑料替代,因为很多人看中了聚乳酸等材料的降解周期与一次性塑料的使用周期可以很好的匹配起来。降解材料的实际应用是一个平衡问题,需要在“耐用,结实”和“降解性能好”之前做出一个平衡。
前者有它的产品检测标准,不达标就是不合格产品,后者是降解检测标准,不合格就不能称为“可降解”。在最常用的堆肥检测方法GB/T 19277.1 里对整个降解周期的测试时间做出了规定——试验周期不超过6个月。
从这个地方我们可以看出,比如聚乳酸产品想要强调自身是可降解的,符合测试标准,这样产品就一定是一次性产品。因为对于聚乳酸做的耐久产品,最多预估一个最大使用年限,就像对冰箱、电视的平均使用寿命做一个预估一样,没办法做到特别精准的预估。因此耐久产品使用可降解材料则更像是一个概念上的圈套。
话说回降解这个概念,迈入2020年的禁塑元年,降解就被炒上了天。但在欧洲等各国,目前对于“降解塑料”这个提法还是比较谨慎的。比如法国就规定产品或包装禁止使用“生物可降解”这种术语,因为在他们看来这个标准过于模糊。而对于“可堆肥”这种说法,法国官方也明确表示,仅能够在工业堆肥条件下降解的产品也不能称呼它为“可堆肥”,因为它会让人误以为可家庭堆肥。另外欧盟还规定,对于未被纳入禁止的一次性产品需要明确的在包装上打上随意丢弃会污染环境的标签。
总的来说,国外对“降解塑料”或者“生物降解”的说法保持警惕是因为,这样的称呼可能会使人们无视塑料垃圾分类及减量使用的重要性,造成对使用者的心理误导。
对“降解材料”的提法随着国标文件的落地会更加规范,对其分类也会从笼统的“可降解”变成“可堆肥”、“可海洋降解”、“土壤可降解”、“工业堆肥条件下”等一系列向消费者明确“降解材料”想要完成降解所需条件的清晰说明,因为最终对产品做出第一步分类的仍然是消费者本身。
聚乳酸作为生物降解材料的常用材料,和PBAT一样,一直被视为是一次性产品的标配。但目前,聚乳酸在很多应用中早已突破了一次性产品的范围,如聚乳酸做杯、碟等耐久餐具,甚至包括手机壳等等产品。
- Panara 公司向市场推出了一种名为 Nonoilen 的生物塑料,它完全使用可再生资源制成(PLA聚乳酸),可回收利用,并且在其生命周期结束时可以完全工业化堆肥。
就Panara的产品而言,似乎并没有什么新奇之处,有网友就指出,只不过是经过了耐久改性而已。聚乳酸做杯子在此前就有过一定的研究,但困难在于,如果采用结晶的方法提高聚乳酸的耐热性,杯子就会非常脆而且不透明,韧性不足。- 在实验研究方面,美国俄亥俄州的阿克伦大学(UA)的王士卿博士曾开发出过PLA新型杯子,可以承受沸水而不收缩,使用的方法是将PLA中的晶体限制为纳米级,同时保留网络,从而形成透明,坚韧且耐热的杯子。
- 此前宜家曾推出过HEROISK希罗斯和TALRIKA塔利卡系列碗、盘和杯子,材料用的就是聚乳酸。但最后因为发现聚乳酸产品不耐水解,微波炉和洗碗机会影响该产品的耐久性能,引起破碎。最后宜家宣布紧急找回该批次产品173564件。
在对聚乳酸耐用餐具这一块,安徽恒鑫已有多年经验,总结出的改性要点有:结晶度(结晶程度高、耐热性好、生产速度快)、增韧抗冲、抗水解、填充(降低成本,增加刚性)等。如果聚乳酸的价格随着产能提升得到大幅下降,以及材料技术水平不断提高的话,聚乳酸在耐久餐具相关领域的应用前景还是很大的。耐久餐具属于可以说是聚乳酸应用意料之中的那一部分,而聚乳酸和其他材料符合制造手机壳可能就属于很多人意料之外的应用了。
如Pela公司设计的可降解手机壳,原料是亚麻秸秆纤维掺入生物聚合物材料。制造出来产品性能十分柔软。
目前Plea公司出品的可生物降解材料包括了Apple Watch表带, AirPods / Pro保护套、手机壳;100%可生物降解的太阳镜、屏幕保护膜在内的一系列新产品
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